花葉矢竹葉色復(fù)綠過(guò)程光合生理特性與相關(guān)基因表達(dá)分析.pdf

1、花葉矢竹(Pseudosasajaponicaf.akebonosuji H.Okamura)屬珍稀觀賞竹，稈型挺拔，葉色多變，具有重要的觀賞價(jià)值。本文以花葉矢竹花葉株白葉及不同程度復(fù)綠葉為研究對(duì)象，以綠葉株同位開展綠葉為對(duì)照，利用無(wú)損傷的葉綠素儀測(cè)得相對(duì)含量SPAD值，確定復(fù)綠程度分別為對(duì)照的0、10％、30％、50％、70％、90％，共六個(gè)階段，研究花葉矢竹花葉株白葉復(fù)綠模式、光合色素含量、葉綠體超微結(jié)構(gòu)、光合特性和白化轉(zhuǎn)綠相關(guān)基因

2、表達(dá)等差異，探討花葉矢竹白葉復(fù)綠機(jī)理。
　　結(jié)果表明，(1)花葉矢竹花葉株與綠葉株相比，葉片小、稈低，但生長(zhǎng)速度、抽葉時(shí)間差異不明顯;第1-3葉初展為白色，4-7葉初展綠色，3-7葉復(fù)綠程度能達(dá)到對(duì)照的90％。
　　(2)花葉矢竹白葉光合色素含量極低，復(fù)綠過(guò)程中葉片光合色素含量逐漸升高，完全復(fù)綠葉的葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素、類胡蘿卜素含量分別為正常綠葉的87.02％、98.20％、89.37％、85.02％，僅葉綠素b恢

3、復(fù)至綠葉水平，但葉綠素a未達(dá)到綠葉水平，屬于葉綠素a缺乏型突變。
　　(3)葉綠體超微結(jié)構(gòu)變化顯著，白葉可見大量無(wú)類囊體片層結(jié)構(gòu)的質(zhì)體，綠葉葉綠體類囊體垛疊清晰均勻。復(fù)綠葉葉綠體膜結(jié)構(gòu)逐漸恢復(fù)正常，葉綠體內(nèi)膜系統(tǒng)變化為:先由葉綠體內(nèi)膜內(nèi)陷形成的囊泡狀小泡形成單片層，后逐漸垛疊成基粒，最后由基質(zhì)類囊體將基粒類囊體相連，形成具有完整光合功能的類囊體膜系統(tǒng);復(fù)綠過(guò)程中還伴隨著嗜鋨顆粒逐漸縮小消失和淀粉粒在復(fù)綠中期出現(xiàn)并增大等現(xiàn)象;90％

4、復(fù)綠的葉片葉綠體數(shù)量?jī)H為對(duì)照的51.38％。
　　(4)白葉無(wú)光合特性，復(fù)綠葉的凈光合速率顯著升高，蒸騰速率緩慢上升，胞間CO2濃度顯著降低，氣孔導(dǎo)度變化不大，表明光合速率變化受非氣孔因素影響;復(fù)綠過(guò)程中葉片的光飽和點(diǎn)升高，光補(bǔ)償點(diǎn)降低，復(fù)綠葉暗呼吸速率與綠葉無(wú)顯著差異，完全復(fù)綠葉表觀量子效率僅為綠葉的78.66％;復(fù)綠過(guò)程中Vcmax和Jmax逐漸增大，但Jmax/Vcmax變化不明顯，表明復(fù)綠葉的Rubisco含量及RuBP的

5、再生速率均在逐漸恢復(fù)，且恢復(fù)速度同步。PSⅡ中葉綠素?zé)晒鈪?shù)Fo、NPQ、Y(NPQ)先升后降，先上升后下降，F(xiàn)v/Fm、Y(Ⅱ)和ETR均顯著升高;復(fù)綠初期光能利用率低，葉片熱耗散能力較弱，容易造成光損傷，復(fù)綠后期光能利用率提高導(dǎo)致光能熱耗散部分減少。對(duì)PSⅠ活性研究，Pm和ETR(Ⅰ)在復(fù)綠過(guò)程中逐漸上升，Y(ND)逐漸下降，表明P700總量及處于氧化態(tài)的P700的百分比均逐漸增加，電子傳遞速率加快。花葉矢復(fù)綠過(guò)程中Y(Ⅰ)/Y(Ⅱ

6、)比值的降低反映了環(huán)式電子傳遞能力在逐漸恢復(fù)，PSⅡ和PSⅠ之間的協(xié)調(diào)性增強(qiáng)。完全復(fù)綠葉的Y(Ⅱ)、ETR與綠葉仍差異顯著，表明光合電子傳遞鏈中光化學(xué)反應(yīng)差異導(dǎo)致固碳反映中電子傳遞部分仍與綠葉存在差異。
　　(5)花葉矢竹白葉復(fù)綠過(guò)程中，PjAL1、PjTCD10、PjELIP2、PjASL2、PjClpP5、PjV5B、jV1和PjWLP18個(gè)基因在復(fù)綠葉與綠葉中相對(duì)表達(dá)量差異在2倍以上，依據(jù)同源基因功能:PjELIP2參與類囊

7、體蛋白組裝、PjASL2、Pj WL P1參與葉綠體核糖體加工以及PjTCD10、PjAL1、jV1、PjV5B和PjCLpP5等對(duì)對(duì)葉綠體結(jié)構(gòu)起到調(diào)控作用[140]，推測(cè)這些基因參與葉片復(fù)綠過(guò)程中葉綠體蛋白的合成和降解。另外，PjFtsH1、PjYSA、PjWP1、PjV3和PjV5A5個(gè)基因在復(fù)綠后與綠葉表達(dá)差異不顯著，這些基因與花葉矢竹的花葉維持無(wú)直接作用。
　　綜上所述，花葉矢竹花葉株主枝不同位置葉片或同一葉片復(fù)綠速度不一